(57)【要約】【課題】吐出電極から吐出される液体中の着色剤の濃度をほぼ一定にすることによって、高画質の画像を安定して形成する。【解決手段】インク吐出周期おきに、吐出電極２０と補助電極３０との間に印加される画像信号について、直前の画像信号に対応する吐出電圧信号が印加される吐出期の後に調整期を設ける。そして、調整期の長さを適宜変更することによって、次の画像信号に対応する吐出電圧信号が印加される吐出期の直前の濃縮期の長さを一定にする。また、濃縮期において、吐出電極２０に印加される電圧信号を一定に保持する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤が含まれる液体を吐出するチャンネルの表面を覆う吐出電極と、
前記チャンネルから液体の吐出方向に離隔して配置された補助電極と、
前記チャンネルから液体を吐出するために、吐出される液体の量に応じた時間幅を有する電圧信号を前記吐出電極と前記補助電極との間に印加する吐出電圧印加手段と、
前記チャンネルにおける液体中の着色剤濃度を高めるために、前記吐出電圧印加手段による電圧信号の印加に基づいて前記チャンネルから液体が吐出される液体吐出期間の前において、前記吐出電圧印加手段が印加するよりも小さく且つ隣接する液体吐出期間に挟まれた期間の長さに関係なく同じパターンを有する電圧信号を、前記吐出電極と前記補助電極との間に印加する液体濃縮電圧印加手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に印加される電圧信号が、一定値に保持された信号であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に電圧信号が印加される期間が、液体吐出期間の開始時刻から遡った所定時間内だけであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定時間が、液体吐出周期から前記吐出電圧印加手段によって印加される電圧信号の最大時間幅を引いた時間以下であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に印加される電圧信号のパターンを、液体の種類に応じて変更するための変更手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出電極の先端部近傍に電界を形成することによって、着色剤が含まれる液体を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電式インクジェット記録装置は、インク流路となるチャンネル内に配置されたインクを吐出させるための複数の吐出電極を含むインクジェットヘッドと、吐出電極から離隔して配置された補助電極とを備えている。かかる記録装置では、画像データに基づいて吐出電極と補助電極との間に吐出電圧信号が印加されることによって、吐出電極と補助電極との間に電界が形成される。すると、吐出電極先端部近傍のインクに含まれる帯電した顔料粒子にクーロン力が作用して、吐出電極の先端部からインクが吐出されて記録用紙上に画像が形成される。ここで、かかる記録装置には、画像データに含まれる各画素に対応して印加される吐出電圧信号の時間幅（パルス幅）を制御して、吐出電極から吐出される１画素分のインク量を変化させることによって、記録用紙上に形成される画像の階調を変化させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる記録装置においては、吐出電極から吐出されるインク中の顔料粒子の濃度（以下、単に「インクの濃度」と称する）を高めるために、吐出電極からインクが吐出されない間、つまり、吐出電極と補助電極との間に吐出電圧信号が印可されない間は、吐出電極にはその電位が補助電極の電位よりも高く保持されるように常にバイアス電圧が印加される。従って、吐出電極からインクが吐出されない間も、吐出電極と補助電極との間には電界が形成されており、インクに含まれる帯電した顔料粒子がクーロン力によって吐出電極の先端部近傍に吸引されて、吐出電極の先端部近傍においてインクが濃縮される。なお、吐出電極にバイアス電圧が印加されてインクが濃縮されている間では、吐出電極と補助電極との間の電界が吐出開始電界よりも大きくならないようになっているため、吐出電極からインクが吐出されることはない。このように、インクの濃度が高められた後で、そのインクが吐出電極から吐出されて画像が形成される場合には、記録用紙上での滲みが軽減されるので、画像の品質を向上させることができる。
【０００４】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、かかる記録装置に含まれる１つの吐出電極に２つの画像信号Ａ’、Ｂ’または２つの画像信号Ｃ’、Ｄ’がそれぞれ断続的に供給される場合における吐出電極の電位の変化を示している。各画像信号Ａ’〜Ｄ’は、それぞれ１画素分の吐出電圧信号に対応しており、それぞれの画素の画素レベルに対応する時間幅を有している。ここでは、画像信号Ｂ’および画像信号Ｄ’に対応する吐出電圧信号のそれぞれの時間幅は同じであって、画像信号Ａ’、画像信号Ｂ’（画像信号Ｄ’）、画像信号Ｃ’の順にそれらの時間幅が小さくなっている。なお、吐出電極に対して画像信号の供給が開始される時間間隔、つまり、吐出電圧信号の印加開始時刻の時間間隔（インク吐出周期Ｓ’）は一定である。
【０００５】
また、図５では、画像信号Ａ’〜Ｄ’によって、吐出電極から１画素分のインクが吐出される期間がそれぞれ吐出期Ａ１’、Ｂ１’、Ｃ１’、Ｄ１’として図示されており、吐出期Ｂ１’の直前（吐出期Ａ１’と吐出期Ｂ１’との間）および吐出期Ｄ１’の直前（吐出期Ｃ１’と吐出期Ｄ１’との間）においてインクが濃縮される期間がそれぞれ濃縮期Ｂ０’、Ｄ０’として図示されている。なお、濃縮期では、吐出電極にはバイアス電圧（１５００Ｖ）のみが印加されており、吐出期では、吐出電極にはバイアス電圧に所定時間幅の電圧信号（６００Ｖ）が重畳されることによって、吐出電極と補助電極との間に吐出電圧信号が印加される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−４８３２０号公報（第３−４頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、吐出期Ｂ１’では、吐出期Ａ１’の後で濃縮期Ｂ０’の間だけ濃縮されたインクが吐出され、吐出期Ｄ１’では、吐出期Ｃ１’の後で濃縮期Ｄ０’の間だけ濃縮されたインクが吐出される。ここで、上述したように、インク吐出周期Ｓ’は一定であって、画像信号Ａ’に対応する吐出期Ａ１’が画像信号Ｃ’に対応する吐出期Ｃ１’よりも長いので、濃縮期Ｂ０’が濃縮期Ｄ０’よりも短くなる。そのため、画像信号Ｂ’および画像信号Ｄ’に対応する吐出電圧信号に基づいて吐出電極からそれぞれ吐出されるインクでは、画像信号Ｂ’によるインクの濃度が画像信号Ｄ’によるインクの濃度に比べて低濃度になってしまう。従って、画像信号Ｂ’および画像信号Ｄ’に対応する吐出電圧信号は互いに同じ時間幅を有しているにも拘わらず、これらの画像信号に対応して吐出されるインクの濃度が異なるために、記録用紙上に形成される画像が異なる場合がある。その結果、画像データに基づいた正確な画像が形成されなくなってしまう。
【０００８】
このように、インクが吐出される直前においてインクが濃縮される時間が全ての画像信号について同じでない場合には、直前の画像信号に対応する吐出電圧信号の時間幅によって次の画像信号により吐出されるインク濃度にバラツキが生じる。また、互いに同じ時間幅を有する画像信号により吐出されるインク量についても一定にならなくなってしまう。その結果、高画質の画像を安定して得ることができなくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、高画質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、着色剤が含まれる液体を吐出するチャンネルの表面を覆う吐出電極と、前記チャンネルから液体の吐出方向に離隔して配置された補助電極と、前記チャンネルから液体を吐出するために、吐出される液体の量に応じた時間幅を有する電圧信号を前記吐出電極と前記補助電極との間に印加する吐出電圧印加手段と、前記チャンネルにおける液体中の着色剤濃度を高めるために、前記吐出電圧印加手段による電圧信号の印加に基づいて前記チャンネルから液体が吐出される液体吐出期間の前において、前記吐出電圧印加手段が印加するよりも小さく且つ隣接する液体吐出期間に挟まれた期間の長さに関係なく同じパターンを有する電圧信号を、前記吐出電極と前記補助電極との間に印加する液体濃縮電圧印加手段とを備えている。
【００１１】
この構成によると、液体が吐出される前に、常に同じパターンの液体濃縮電圧信号が吐出電極と補助電極との間に印加されることによって、液体が吐出される直前のチャンネル内の液体がほぼ一定の濃度まで高められる。従って、チャンネルから吐出される液体の濃度をほぼ一定にすることができる。そのため、直前の液体を吐出させるための電圧信号の時間幅によって、その次の液体を吐出させるための電圧信号により吐出される液体中の着色剤の濃度（以下、単に「液体の濃度」と称する）にバラツキが生じることが抑制される。また、互いに同じ時間幅を有する電圧信号により吐出される液体の量をほぼ一定にすることができる。その結果、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。
【００１２】
ここで、「同じパターンを有する電圧信号」とは、液体吐出期間の前において、チャンネル内の液体の濃度を高めるために、濃縮開始時刻から濃縮終了時刻までの所定時間だけ、吐出電極と補助電極との間に印加される電圧信号であって、上記濃縮開始時刻から液体吐出期間の開始時刻までの時間が同じであると共に、上記所定時間内における変動パターンが同じ電圧信号を意味している。なお、上記所定時間内における変動パターンは、一定値に保持されたものであってもよいし、変動するものであってもよい。また、電圧信号は、上記所定時間内において、連続的に印加されてもよいし、断続的に印加されてもよい。
【００１３】
また、「吐出される液体の量」は、形成される画像の画像データ量に応じて制御されることもある。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に印加される電圧信号が、一定値に保持された信号であることが好ましい。
【００１５】
この構成によると、吐出電極と補助電極との間に印加される液体濃縮電圧信号を制御し易く、吐出電極から吐出される液体の濃度を確実にほぼ一定にすることができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に電圧信号が印加される期間が、液体吐出期間の開始時刻から遡った所定時間内だけであることが好ましい。
【００１７】
この構成によると、液体が吐出される直前まで濃縮されるので、吐出電極から吐出される液体の濃度をより確実にほぼ一定にすることができる。また、液体を必要以上に濃縮する必要がなくなるので、過濃縮による吐出電極への着色剤等のこびり付きなどが発生するのを抑制することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置では、前記所定時間が、液体吐出周期から前記吐出電圧印加手段によって印加される電圧信号の最大時間幅を引いた時間以下であることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、着色剤の種類によって液体を吐出させるための電圧信号の最大時間幅は変化するが、着色剤の種類に拘わらず機械装置としての使用可能範囲を広げることができる。従って、着色剤の種類を変えた個々のケースにおいて、画像の高画質化が達成できる。
【００２０】
本発明の画像形成装置では、前記液体濃縮電圧印加手段によって前記吐出電極と前記補助電極との間に印加される電圧信号のパターンを、液体の種類に応じて変更するための変更手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２１】
この構成によると、液体の種類に拘わらず、吐出電極から吐出される液体の濃度をほぼ一定にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る静電式インクジェット記録装置１の概略構成図である。図２は、図１に示す静電式インクジェット記録装置１に含まれるインクジェットヘッド１０の先端部近傍の部分的な斜視図である。
【００２３】
本実施の形態の静電式インクジェット記録装置１は、図１および図２に示すように、インクを吐出するチャンネル１５内に配置された吐出電極２０（図２では斜線で示す部分）を含むインクジェットヘッド１０と、記録用紙Ｐを挟んで吐出電極２０と対向するように配置された対向電極４０と、吐出電極２０と対向電極４０との間において吐出電極２０とインク吐出方向に離隔して配置された補助電極３０とを備えている。なお、対向電極４０は接地されているので、対向電極４０に載置される記録用紙Ｐも同様に接地されていることになる。
【００２４】
インクジェットヘッド１０は、図２に示すように、絶縁性を有するジルコニア（セラミック基材）で形成されたヘッド本体１１を有している。ヘッド本体１１の一端部には、それらの先端からインクを吐出する複数のインク吐出部１２と、隣接する２つのインク吐出部１２間に配置された複数のチーク部１３とが設けられている。従って、インクジェットヘッド１０では、インク吐出部１２とチーク部１３とが交互に配置されており、両者の間がインク吐出部１２の先端近傍にインクを供給するチャンネル（インク流路）１５となる。
【００２５】
また、チャンネル１５内におけるインク吐出部１２およびチーク部１３の両面は、それぞれ吐出電極２０により覆われている。そして、多数の吐出電極２０は、吐出電極２０に対して電圧を印加する第１電圧源Ｅ１にそれぞれ別々に接続されている。また、補助電極３０は、補助電極３０に対して一定の電圧を印加する第２電圧源Ｅ２に接続されている。なお、第１電圧源および第２電圧源はそれぞれ制御部５０に接続されている。
【００２６】
ここで、記録装置１において画像が形成される際の動作について説明する。
【００２７】
まず、インクジェットヘッド１０内に供給されたインクは、毛細管現象によりチャンネル１５内を移動して、吐出電極２０の先端部近傍に導かれる。ここで、補助電極３０に印加されている電圧よりも大きな電圧値を有するバイアス電圧が吐出電極２０に対して印加されることによって、吐出電極２０と補助電極３０との間に電位差が生じ、インクに含まれる正に帯電した顔料粒子にインク吐出方向と同じ向きのクーロン力が作用する。従って、インクに含まれる顔料粒子が吐出電極２０の先端部近傍に集まって、吐出電極２０の先端部近傍におけるインクの濃度が高くなる。このようにして、チャンネル１５内のインクが濃縮される。
【００２８】
そして、チャンネル１５内のインクが濃縮された後で、吐出電極２０と補助電極３０との間に画像信号に基づく吐出電圧信号が印加される。このとき、吐出電極２０と補助電極３０との間にはインクを吐出させるのに十分な電位差が生じ、吐出電極２０の先端部から濃縮されたインクが吐出される。このようにして、記録用紙の全幅にわたってライン状に配置された多数の吐出電極２０と補助電極３０との間に、選択的に画像信号に基づく吐出電圧信号が供給されることによって、記録用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。なお、本実施の形態では、吐出電極２０と補助電極３０との間に印加される吐出電圧信号の時間幅を変更することにより、吐出電極から吐出されるインク量を変化させることによって、記録用紙Ｐ上に印刷される画像の階調を調整することができる。
【００２９】
次に、記録装置１の制御部の構成について説明する。制御部５０には、記録装置１に係る各種動作の制御プログラムやデータなどが格納されたＲＯＭ、記録装置１の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵでの演算結果などのデータを一時保管するＲＡＭなどの部材が含まれている。これら各種部材およびソフトウェアによって、吐出電圧印加部５１と、インク濃縮電圧印加部５２と、インク濃縮時間変更部５３とが形成されている。
【００３０】
吐出電圧印加部５１は、吐出電極２０からインクを吐出するために、画像データに基づいて各吐出電極２０と補助電極３０との間に吐出電圧信号を印加するためのものである。ここで、吐出電圧印加部５１では、画像データに含まれる複数の画素のそれぞれに対応する吐出電圧信号が各画素ごとに印加される。そして、１画素ごとの吐出電圧信号は、その画素の画素レベルに基づく所定の時間幅を有しており、その時間幅は吐出電極２０から吐出されるインクの量に対応している。
【００３１】
インク濃縮電圧印加部５２は、チャンネル１５内のインクの濃度を高めるために、吐出電極２０と補助電極３０との間にインク濃縮電圧信号を印加するためのものである。ここで、インク濃縮電圧印加部５２では、吐出電圧印加部５１による吐出電圧信号の印加に基づいて吐出電極２０からインクが吐出されるインク吐出期の前において、インク濃縮電圧信号が印加される。
【００３２】
インク濃縮電圧信号は、吐出電圧印加部５１が印加するよりも小さく且つ隣接するインク吐出期に挟まれた期間の長さに関係なく同じパターンを有する電圧信号である。なお、本実施の形態では、インク濃縮電圧信号は、吐出電圧信号よりも小さく、且つ、吐出電極２０の電位が補助電極３０の電位よりも高い状態（吐出電極２０からインクが吐出されない状態）で維持されるような一定値に保持された信号である。ここで、補助電極３０が一定の電位に保持されている場合には、インク濃縮電圧信号を、例えば吐出電極２０からインクが吐出されない程度に極力大きな値で一定に保持することにより、インクを短時間で効率よく濃縮することができる。
【００３３】
また、後述するように、インク濃縮電圧印加部５２では、インク濃縮電圧信号が、吐出電圧印加部５１によるインク吐出期の開始時刻から遡った所定時間内だけ印加される。ここで、インク濃縮電圧信号が印加される所定時間、つまり、チャンネル１５内のインクが濃縮される時間（インク濃縮時間Ｔ）は、インク吐出周期から吐出電圧印加部５１によって印加される吐出電圧信号の最大時間幅を引いた時間以下に設定されている。
【００３４】
インク濃縮時間変更部５３は、インク濃縮電圧印加部５２により、吐出電極２０と補助電極３０との間にインク濃縮電圧信号が印加される時間、つまり、インク濃縮時間Ｔを変更するためのものである。インク濃縮時間変更部５３では、例えば吐出電圧信号の印加開始時刻の時間間隔（インク吐出周期Ｓ）、画像信号に基づく吐出電圧信号の最大時間幅、インクの種類などを考慮した上で、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度が適正になるように、インク濃縮時間Ｔが変更されて設定される。
【００３５】
なお、本実施の形態では、正に帯電する顔料粒子が例えば３〜１０％の割合で含まれるインクが用いられている。そして、吐出電極２０の先端部近傍においてインクが濃縮されることによって、吐出電極２０から吐出されるインク中の顔料粒子の濃度が２０％程度となるように、インク濃縮時間Ｔが変更されて設定される。
【００３６】
次に、インク濃縮時間変更部５３におけるインク濃縮時間Ｔの変更方法の一例について、図３を参照して説明する。図３は、記録装置１に含まれる１つの吐出電極２０に２つの画像信号Ａ、Ｂが断続的に供給される場合における吐出電極２０の電位の変化を示している。画像信号Ａ、Ｂは、それぞれ１画素分の吐出電圧信号に対応しており、それぞれの画素の画素レベルに対応する所定の時間幅を有している。ここでは、画像信号Ａに対応する吐出電圧信号の時間幅は、画像信号Ｂの時間幅よりも大きくなっている。なお、インク吐出周期Ｓは一定であって、補助電極３０は一定の電位に保持されている。
【００３７】
図３では、画像信号Ａ、Ｂによって、吐出電極２０から１画素分のインクが吐出される期間がそれぞれ吐出期Ａ１、Ｂ１として図示されており、吐出期Ａ１の直前および吐出期Ｂ１の直前（吐出期Ａ１と吐出期Ｂ１との間）においてインクが濃縮される期間がそれぞれ濃縮期Ａ０、Ｂ０として図示されている。なお、濃縮期Ａ０、Ｂ０では、吐出電極２０にはバイアス電圧（１５００Ｖ）のみが印加されており、吐出期Ａ１、Ｂ１では、吐出電極２０にはバイアス電圧に所定時間幅の電圧信号（６００Ｖ）が重畳されることによって、吐出電極２０と補助電極３０との間に吐出電圧信号が印加される。なお、補助電極３０には、印加電圧として５００Ｖの電圧が印加されている。
【００３８】
また、図３では、画像信号Ａに対応する吐出電圧信号の時間幅が、吐出電圧印加部５１によって印加される吐出電圧信号の最大時間幅Ｗと一致する場合の吐出電極２０の電位の変化が破線で描かれている。本実施の形態では、図３から分かるように、インク濃縮時間Ｔは、一定であるインク吐出周期Ｓから吐出電圧信号の最大時間幅Ｗを引いて算出される時間（以下、「最大インク濃縮時間Ｔｍａｘ」と称する）以下に設定される。つまり、インク濃縮時間Ｔは、（式１）から算出される最大インク濃縮時間Ｔｍａｘに基づいて、（式２）を満たすように設定される。
Ｔｍａｘ＝Ｓ−Ｗ                              （式１）
Ｔ≦Ｔｍａｘ                                  （式２）
【００３９】
ここで、インクを吐出させるための吐出電圧信号の周波数が１ｋＨｚであって、その吐出電圧信号の最大時間幅Ｗが４００μｓである場合には、インク濃縮時間Ｔは次のようにして算出することができる。インク吐出周期Ｓは、吐出電圧信号の周波数の逆数であるから、１／１ｋＨｚ（＝１０００μｓ）である。すると、（式１）より、最大インク濃縮時間Ｔｍａｘは６００μｓと算出される。従って、インク濃縮時間Ｔは、（式２）を満たすように、最大インク濃縮時間Ｔｍａｘである６００μｓ以下に設定される。
【００４０】
このように、インク濃縮時間Ｔが設定された場合には、画像信号Ａに基づく吐出期Ａ１と、画像信号Ｂに基づく吐出期Ｂ１の直前の濃縮期Ｂ０との間に、吐出電極２０に対してバイアス電圧が印加されない期間である調整期Ｘが設けられる。ここで、調整期Ｘでは、吐出電極２０からインクが吐出されないと共に、チャンネル１５内のインクが濃縮されることもない。
【００４１】
従って、画像信号Ａによる吐出期Ａ１の長さが様々に変化しても、吐出期Ａ１の後に設けられる調整期Ｘの長さを適宜変更することによって、画像信号Ｂによる吐出期Ｂ１の直前の濃縮期Ｂ０の長さをインク濃縮時間Ｔと一致させることができる。なお、インク濃縮時間Ｔが最大インク濃縮時間Ｔｍａｘと一致するように設定されたときに、画像信号Ａに基づいて印加される吐出電圧信号が最大時間幅Ｗを有する場合には、吐出期Ａ１の後に調整期Ｘが設けられることなく引き続き濃縮期Ｂ０が設けられることになる。
【００４２】
次に、記録装置１に含まれる１つの吐出電極２０の電位の変化について、図４を参照しつつ説明する。図４（ａ）および図４（ｂ）は、記録装置１に含まれる１つの吐出電極２０に２つの画像信号Ａ、Ｂまたは２つの画像信号Ｃ、Ｄがそれぞれ断続的に供給される場合における吐出電極２０の電位の変化を示している。なお、図４（ａ）は図３と同じ画像信号Ａ、Ｂが供給される場合の図である。
【００４３】
図４（ｂ）の画像信号Ｃ、Ｄは、図４（ａ）の画像信号Ａ、Ｂと同様に、それぞれ１画素分の吐出電圧信号に対応しており、それぞれの画素の画素レベルに対応する所定の時間幅を有している。ここでは、画像信号Ｂおよび画像信号Ｄに対応する吐出電圧信号のそれぞれの時間幅は同じであって、画像信号Ａ、画像信号Ｂ（画像信号Ｄ）、画像信号Ｃの順にそれらの時間幅が小さくなっている。なお、上述したように、インク吐出周期Ｓは一定である。
【００４４】
また、図４（ｂ）においても、図４（ａ）と同様に、画像信号Ｃ、Ｄによって、吐出電極２０から１画素分のインクが吐出される期間がそれぞれ吐出期Ｃ１および吐出期Ｄ１として図示されており、吐出期Ｃ１の直前および吐出期Ｄ１の直前（吐出期Ｃ１と吐出期Ｄ１との間）においてインクが濃縮される期間がそれぞれ濃縮期Ｃ０、Ｄ０として図示されている。
【００４５】
図４（ａ）および図４（ｂ）において、画像信号Ａに対応する吐出期Ａ１および画像信号Ｃに対応する吐出期Ｃ１は、それぞれインク濃縮時間Ｔと同じ長さの濃縮期Ａ０および濃縮期Ｃ０の直後に設けられる。従って、吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１において吐出電極２０から吐出されるインクは、濃縮期Ａ０および濃縮期Ｃ０においてインク濃縮時間Ｔだけ濃縮されたものであって、それらのインクの濃度はほぼ同じである。
【００４６】
ここで、吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１の開始時刻は同じであるが、画像信号Ｃに対応する電圧信号の時間幅は画像信号Ａに対応する電圧信号の時間幅よりも短いので、吐出期Ｃ１は吐出期Ａ１よりも早く終了する。そして、吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１が終了すると、吐出電極２０に対するバイアス電圧の印加が一旦停止される。従って、吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１の終了後には、吐出電極２０にバイアス電圧が印加されない期間である調整期Ｘおよび調整期Ｙが設けられる。
【００４７】
そして、図４（ａ）および図４（ｂ）から分かるように、それぞれ調整期Ｘおよび調整期Ｙである状態において、吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１の開始時刻からインク吐出周期Ｓだけ経過した時点で、画像信号Ｂに対応する吐出期Ｂ１および画像信号Ｄに対応する吐出期Ｄ１がそれぞれ開始される。
【００４８】
また、吐出期Ｂ１および吐出期Ｄ１の開始時刻からインク濃縮時間Ｔだけ遡った時点から、濃縮期Ｂ０および濃縮期Ｄ０が開始される。ここで、濃縮期Ｂ０および濃縮期Ｄ０の長さはインク濃縮時間Ｔと一致しているため、濃縮期Ｂ０および濃縮期Ｄ０が終了すると、引き続き、吐出期Ｂ１および吐出期Ｄ１が開始されることになる。
【００４９】
従って、調整期Ｘおよび調整期Ｙの長さは、インク吐出周期Ｓからインク濃縮時間Ｔを引いた時間から、さらに吐出期Ａ１および吐出期Ｃ１をそれぞれ引いた時間だけ設けられる。このように、吐出期Ａ１の後には調整期Ｘが設けられると共に、吐出期Ｃ１の後には調整期Ｙが設けられることによって、画像信号Ｂに対応する吐出期Ｂ１の直前の濃縮期Ｂ０の開始時刻と、画像信号Ｄに対応する吐出期Ｄ１の直前の濃縮期Ｄ０の開始時刻とを一致させることができる。その結果、隣接する吐出期に挟まれた期間の長さに関係なく、吐出期の直前にインク濃縮時間Ｔと同じ長さの濃縮期を設けることができる。
【００５０】
なお、調整期Ｘおよび調整期Ｙでは、吐出電極２０の電位が補助電極３０の電位よりも低くなるので、吐出電極２０と補助電極３０との間にはインク吐出のときとは逆方向の電界が発生する。従って、吐出電極２０の先端部近傍のインクに含まれる顔料粒子には、インク吐出方向とは逆方向のクーロン力が作用するため、吐出電極２０の先端部近傍においてインクが希釈される。
【００５１】
また、本実施の形態では、吐出電極２０に印加されるバイアス電圧は、１０００Ｖ〜１５００Ｖ程度であり、バイアス電圧に重畳される電圧信号は３００〜６００Ｖ程度である。また、補助電極３０には、４００〜６００Ｖ程度の電圧が常に印加されている。
【００５２】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置では、画像信号に基づいて１画素分のインクが吐出される前に、常に同じインク濃縮時間だけ吐出電極２０にバイアス電圧が印加されることによって、インクが吐出される直前の吐出電極２０の先端部近傍におけるインクの濃度が所定濃度に高められる。従って、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度を所定濃度にすることができる。そのため、直前の画像信号に対応する吐出電圧信号の時間幅によって、その次の画像信号に対応する吐出電圧信号により吐出されるインク濃度にバラツキが生じることが抑制される。また、互いに同じ時間幅を有する吐出電圧信号により吐出されるインクの量をほぼ一定にすることができる。その結果、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。
【００５３】
また、インク濃縮電圧信号が一定値に保持された信号であるので、インク濃縮電圧信号を制御し易く、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度を確実にほぼ一定にすることができる。
【００５４】
また、インクが吐出期の開始時刻から遡ったインク濃縮時間Ｔ内だけ、つまり、インクが吐出される直前まで濃縮されるので、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度をより確実にほぼ一定にすることができる。また、インクを必要以上に濃縮する必要がなくなるので、過濃縮による吐出電極２０への顔料等のこびり付きなどが発生するのを抑制することができる。
【００５５】
また、インク濃縮時間Ｔがインク吐出周期Ｓから吐出電圧信号の最大時間幅Ｗを引いた時間以下に設定されているので、インクをインク濃縮時間Ｔだけ濃縮する場合においても、インクを吐出させるための吐出電圧信号の時間幅の変更可能範囲が広がるので、画像の画質を向上させることができる。
【００５６】
また、インク濃縮電圧信号のパターンをインクの種類に応じて変更することによって、インクの種類に拘わらず、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度をほぼ一定にすることができる。
【００５７】
以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、インク濃縮電圧信号が濃縮期において一定値に保持された連続的な信号であるが、インク濃縮電圧信号のパターンは、インクが吐出される直前のチャンネル内のインクをほぼ一定の濃度まで高めることができる範囲で任意に変更することができる。従って、インク濃縮電圧信号は、濃縮期において必ずしも一定値に保持された信号である必要はなく、濃縮期において変動する信号であってもよい。また、インク濃縮電圧信号は、濃縮期において必ずしも連続的な信号である必要はなく、濃縮期において断続的な信号であってもよい。
【００５８】
また、上述の実施の形態では、インクが吐出期の開始時刻から遡ったインク濃縮時間Ｔの濃縮期内において、インクが吐出される直前まで濃縮されているが、インクが吐出される直前のチャンネル内のインクをほぼ一定の濃度まで高めることができれば、必ずしもインクが吐出される直前まで濃縮される必要はない。したがって、濃縮期が終了した後、吐出期が開始するまでの間に、インク濃縮電圧信号が吐出電極２０と補助電極３０との間に印加されない時間が設けられてもよい。つまり、この場合は、濃縮期と吐出期との間に、チャンネル内のインクが濃縮されない時間が存在することになる。
【００５９】
また、上述の実施の形態では、インク濃縮時間Ｔがインク吐出周期Ｓから吐出電圧信号の最大時間幅Ｗを引いた時間以下に設定されているが、インク濃縮時間Ｔは、必ずしもインク吐出周期Ｓから吐出電圧信号の最大時間幅Ｗを引いた時間以下にしなくてもよい。また、インク濃縮時間Ｔの設定については、本実施の形態の方法に限られず、その他の方法で設定してもよい。
【００６０】
また、上述の実施の形態では、インク濃縮電圧信号のパターンをインクの種類に応じて変更することができるが、インクの種類に拘わらず、インク濃縮電圧信号のパターンが一定に設定されていてもよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度を２０％程度に濃縮する場合について説明しているが、これに限らず、吐出電極２０から吐出されるインクの濃度は任意に設定することができる。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、インクに含まれる顔料粒子が正に帯電している場合について説明しているが、インクに含まれる顔料粒子が負に帯電している場合でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
また、上述の実施の形態では、調整期において、吐出電極２０には電圧が印加されないが、吐出電極２０の電位が補助電極３０の電位と同じまたは小さくなるような電圧が吐出電極２０に印加されてもよい。
【００６４】
また、上述の実施の形態では、１つのインクジェットヘッドを有しており、モノクロの画像を形成可能な静電式インクジェット記録装置１について説明しているが、複数のインクジェットヘッドを有しており、カラーの画像を形成可能な静電式インクジェット記録装置であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、上述の実施の形態では、静電式インクジェット記録装置１において、顔料粒子を含むインクが用いられているが、これに限らず、例えば液体トナーなど、静電式インクジェット記録装置により記録用紙上に画像を形成することができるものであれば、どのような着色剤であってもよい。また、記録媒体としては、記録用紙以外に薄手のプラスティックなども用いることができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、吐出電極から吐出される液体の濃度をほぼ一定にすることができる。そのため、直前の液体を吐出させるための電圧信号の時間幅によって、その次の液体を吐出させるための電圧信号により吐出される液体の濃度にバラツキが生じることが抑制される。また、互いに同じ時間幅を有する電圧信号により吐出される液体の量をほぼ一定にすることができる。その結果、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る静電式インクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す静電式インクジェット記録装置に含まれるインクジェットヘッドの先端部近傍の部分的な斜視図である。
【図３】インク濃縮時間の設定方法を説明するための図である。
【図４】１つの吐出電極に２つの画像信号が断続的に供給される場合における吐出電極の電位の変化を示す図である。
【図５】従来の静電式インクジェット記録装置において、１つの吐出電極に２つの画像信号が断続的に供給される場合における吐出電極の電位の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  静電式インクジェット記録装置（画像形成装置）
１０  インクジェットヘッド
１５  チャンネル
２０  吐出電極
３０  補助電極
４０  対向電極
５０  制御部
５１  吐出電圧印加部（吐出電圧印加手段）
５２  インク濃縮電圧印加部（液体濃縮電圧印加手段）
５３  インク濃縮時間変更部（変更手段）
Ｅ１  第１電圧源
Ｅ２  第２電圧源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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